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发表于 2009-12-3 16:57:13
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来自： 中国山东莱芜
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细长轴的加工
/ `# n' q$ y; W一、细长轴的定义：, F6 L% e9 Q5 l
当工件长度跟直径直比大于20～25倍（L/d>20～25）时，称为细长轴。7 f5 y% N7 i: q) P
二、由于细长轴本身刚性差（L/d值愈大，刚性愈差），在车削过程中会出现以下问题：: W; s7 {1 C9 p3 |) H6 g: {' d
1、工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，会产生弯曲、振动，严重影响其圆柱度和表面粗糙度。5 A% B/ A0 m6 D) f$ k( H
2、在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，；车削就很难进行，严重时会使工件在顶尖间卡住。
. X r/ A* m2 J! ~4 q$ z因此，车细长轴是一种难度较大的加工工艺。虽然车细长轴的难度较大，但它也有一定的规律性，主要抓住中心架和跟刀架的使用、解决工件热变形伸长以及合理选择车刀几何形状等三个关键技术，问题就迎刃而解了。
; }$ V& _7 o" ^- k0 V- i. q三、使用中心架支承车细长轴
/ k8 ~7 R2 n( @# {在车削细长轴时，可使用中心架来增加工件刚性。一般车削细长轴使用中心架的方
5 D, f" v/ R/ O5 J: M; p法有：
$ j9 x4 s" E6 {, M1、中心架直接支承在工件中间 当工件可以分段车削时，中心架支承在工件中间，
+ R/ ~+ X7 a: E6 h这样支承，L/d值减少了一半，细长轴车削时的刚性可增加好几倍。在工件装上中
( }( l( v6 w3 v2 w3 e心架之前，必须在毛坯中部车出一段支承中心架支承爪的沟槽，表面粗糙度及圆柱: I+ C" {% y; W1 ^) E' y W
度误差要小，否则会影响工件的精度。车削时，中心架的支承爪与工件接触处应经
5 A, o& }) j2 L) d) }常加润滑油。为了使支承爪与工件保持良好的接触，也可以在中心架支承爪与工件0 ?% \4 ?" ]* g0 u; }; \
之间加一层砂布或研磨剂，进行研磨抱合。
# p, `% N* }" q2、用过渡套筒支承车细长轴 用上述方法车削支承承中心架的沟槽是比较困难9 y- N! a, t- c8 C
的。为了解决这个问题，可加用过渡套筒的处表面接触，见图（9?2）。过渡套筒
" z2 b, m7 ]6 C# d4 Q5 N3 ?$ ]! A的两端各装有四个螺钉，用这些螺钉夹住毛坯工件，并调整套筒外圆的轴线与主
: \" r" ~# U( K5 Z8 H2 u轴旋转轴线相重合，即可车削。
7 K; M0 X" X6 v5 }( `& |四、使用跟刀架支承车细长轴
3 y# |& U/ E, z/ `4 q8 a0 R' V跟刀架固定在床鞍上，一般有两个支承爪，跟刀架可以跟随车刀移动，抵消径向切. ~; ?& q: U1 K$ y/ ?
削时可以增加工件的刚度，减少变形。从而提高细长轴的形状精度和减小表面粗糙度。
. I& J& G) J b1 o0 C0 o+ Y/ ] 从跟刀架的设计原理来看，只需两只支承爪就可以了（图9--4），因车刀给工件的
- {: e+ l7 P; {6 N切削抗力F`r，使工件贴住在跟刀架的两个支承爪上。但是实际使用时，工件本身有一个向下重力，以及工件不可避免的弯曲，因此，当车削时，工件往往因离心力瞬时离开支承爪、接触支承爪而产生振动。如果采用三只支承爪的跟刀架支承工件一面由车刀抵住，使工件上下、左右都不能移动，车削时稳定，不易产生振动。因此车细找轴时一个非常关键的问题是要应用三个爪跟刀架。; E2 u. d' s, M# H4 J
五、减少工件的热变形伸长/ U$ q0 n& S4 {. g; d
车削时，由于切削热的影响，使工件随温度升高而逐渐伸长变形，这就叫“热变形”。7 E9 U/ a: N m0 \( I! U
在车削一般轴类时可不考虑热变形伸长问题，但是车削细长轴时，因为工件长，总1 ~3 i' }0 y* y% c
伸长量长，所以一定要考虑到热变形的影响。工件热变形伸长量可按下式计算。% i9 l' Y, O3 C- ?5 }
△L=aL△t
4 P! ?! M) {( Z; f' K式中 a?材料线膨胀系数，1/℃；
! R# U! O8 X1 j, x- }2 G2 x4 IL?工件的总长，mm；
7 k" k: m3 F& r+ t3 J' D' i△t?工件升高的温度，℃。
0 { C' [" G, u' }3 w& j4 u常用材料的线膨胀系数，可查阅有关附录表。0 ~' F: _% K& j2 ]6 t- d
例 车削直径为25mm，长度为1200mm的细长轴，材料为45钢，车削时因受0 M% d' @0 V, N3 l
切削热的影响，使工件由原来的21℃上升到61℃，求这根细长轴的热变形伸长量。
1 Y1 h* ~4 c3 I2 i: C& _+ ~+ z解 已知L=1200mm;△t=61℃－21℃=40℃;查表知，45钢的线膨胀系数a=11.59×10-6 1/℃
5 }' T u8 @2 U根据公式（9.5）得：# V, m ^5 k9 g( U
△L=aL△t=11.59×10-6×1200×40=0.556mm
6 v! p G) j; I6 k. y从上式计算可知，细长轴热变形伸长量是很大的。由于工件一端夹住，一端顶住，7 s' ?: t! [' Q$ _. b
工件无法伸长，因此只能本身产生弯曲。细长轴一旦产生弯曲后，车削就很难进- C6 U: _" M: D! l; W ^
行。减少工件的热变形主要可采取以下措施：
# @- x! C2 b6 m# _1、使用弹性回转顶尖 用弹性回转顶尖加工细长轴，可有较地补偿工件的热变形伸长，工件不易弯曲，车削可顺利进行。9 O7 g- E1 I4 J) j
2、加注充分的切削液 车削细长轴时，不论是低速切削还是高速切削，为了减少工件的温升而引起热变形，必须加注切液充分冷却。使用切削液还可以防止跟刀架支承爪拉毛工件，提高刀具的使用寿命和工件的加工质量。% b( u( W. _8 o6 P7 O
3、刀具保持锐利 以减少车刀与工件的摩擦发热。
/ v r m' I6 j) n: `普通车床必须做工装，数控车也可以，根据数量制定工艺吧。
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! j; k. C0 w: V7 g* i" v+ R[ 本帖最后由 zf511 于 2009-12-3 16:58 编辑 ] |
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